Fe/La氧化物微球吸附水中砷的研究文献综述
2020-04-14 08:04
目的及意义:
砷元素是地壳的天然成分,它普遍存在于自然环境之中且毒性很大,并可通过岩石、矿物和矿石的溶解运输到地表水和地下水中。此外,砷浸出过程会污染水源,这种地质砷污染会在世界许多地方造成严重的水质问题。人类若是通过饮用水慢性接触砷会导致各种健康问题,如带来皮肤,肺,肝,膀胱等方面的癌症。与此同时,开发具有成本效益的技术以从水中除去砷也引起了极大的关注。据研究发现,与其他除砷方法相比,吸附法相对操作简便、经济高效,无二次污染。而在众多的吸附材料中,铁氧化物/氢氧化物由于对砷具有很高亲和力,吸附容量高,环境友好,成本低廉,是目前应用较多的一类除砷材料。其次,过渡元素(如铈、镧)的氧化物对砷酸根类离子有特定的吸附性。此外,纳米二氧化硅微球是一种无毒、无污染、高强、高韧、稳定性好、比表面积大、机械强度高的无机非金属纳米材料。鉴于三者的优良性能,探究铁氧化物、镧氧化物、二氧化硅微球复合除砷是十分有意义的。
本题目研究目的在于构建Fe/La二氧化硅微球结构,对所得材料进行表征,并研究不同吸附剂投加量、动力学、pH、温度等对As(V)吸附的影响。
国内外研究现状:
目前,处理含砷废水的方法主要分为四大类:混凝沉淀/过滤、离子交换、膜分离和吸附。
Veronique Lenoble等人利用Iron(III)磷酸盐吸附法处理含砷废水,由于磷酸盐和砷酸盐的性质相似,利用磷酸铁的晶体或固体来吸附砷酸盐或亚砷酸盐,离子交换形成Fe3(AsO4)2·8H2O(s)和FeAsO4·2H2O(s)沉淀从废水中除去砷。磷酸根离子被释放到水里。这种方法适用于高浓度砷污染工业废水的处理,效率可达到99%以上。
郭恒萍等人针对酸性含砷废水设计采用石灰法 二段石灰-铁盐法,对酸性含砷废水进行降解处理。其处理水中砷的去除率可达到97.64%,在去除砷的同时,SS、Hg、F的含量也明显降低。
Korngold等人制备了一种阴离子交换树脂,该树脂可以用HCl或NaCl洗脱再生。用该树脂脱砷,含As 600mg/L的溶液脱砷率>99%,溶液中存在的SO42-、NO3-、Cl-等和砷酸根存在着竞争吸附。
DanQu等人利用自制的聚偏氟乙烯(PVDF)膜来处理含砷废水。这种膜对无机阴离子和阳离子都有去除作用,处理效率达到99.95%,出水砷浓度低于10μg/L,符合国家水质标准。膜形态及pH值等对膜的渗透效率几乎没有影响。
Chakravarty等人采用锰铁矿对水中砷做去除研究,结果表明:含MnO276.19%,其它主要成分为SiO2、FeOOH、和K2O的锰铁矿在pH2~8,没有进行预处理的前提下对水中砷有较好的吸附效果。并且对As3 的吸附能力高于As5 ,而且没有Mn及其它元素溶出,当溶液中存在Ni2 、CO2 和Mg2 等阳离子时可以提高矿石的吸附能力。
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